CN202721471U - 一种移动电池盒 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种移动电池盒，用于给负载供电，其包括电池组，用于将电池组的电压升高至负载工作所需电压的升压模块；用于检测负载的工作模式，相应控制升压模块的工作状态的反馈比较模块；所述升压模块连接电池组、反馈比较模块和负载，所述反馈比较模块连接负载。本实用新型提供的一种移动电池盒，通过反馈比较模块判断负载的电流的大小，来判断负载处于待机状态还是正常工作状态，当负载处于正常状态工作时，通过升压模块将电池组的电压升高至负载工作所需电压给负载供电；当负载处于待机状态时，通过反馈比较模块控制升压模块停止升压工作，从而降低负载的待机功耗，做到更好的节能控制。

Description

一种移动电池盒
技术领域
本实用新型涉及电路技术领域，特别涉及一种移动电池盒。
背景技术
电器设备在室外使用或者在室内插座不够时，有时会用到电池盒给电器设备供电。譬如，一些小尺寸的电视机有时需要使用电池盒来维持电视机断电下的持续工作，来增加电视的可移动性。这样电视机的供电电池一方面需要具备稳定电压，能够大功率的输出，另一方面也需要能够高效轻载的输出。尤其后者，国家有强制的待机功耗要求。
电视机的工作状态有两种，一种是正常工作状态，另一种是待机状态。在正常工作状态下，电视机的功耗较大，而且因为背光灯条的电压较高，此时需要输入电压至少为20V；在待机状态下，此时背光关闭，系统只有3.3V待机电压，而且国家强制要求待机功耗不得高于0.5W。而电池组的升压电路有自身损耗，即使在没有负载的情况下，升压电路的损耗也接近0.5W，所以需要对移动电池盒的电路进行改进。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种移动电池盒，以解决现有电器设备在待机时功耗大的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种移动电池盒，用于给负载供电，其包括电池组；
用于将电池组的电压升高至负载工作所需电压的升压模块；
用于检测负载的工作模式，相应控制升压模块的工作状态的反馈比较模块；
所述升压模块连接电池组、反馈比较模块和负载，所述反馈比较模块连接负载。
所述的移动电池盒，还包括用于给电池组充电的充电管理模块，所述充电管理模块连接电池组。
所述的移动电池盒中，所述升压模块包括升压芯片、电流采样单元、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、电感、第一二极管和第二二极管；
所述升压芯片的输入端连接电池组，所述升压芯片的开关端通过所述电感连接电池组，升压芯片的开关端还连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接反馈比较模块的第一输入端，所述第一二极管还通过电流采样单元连接负载和反馈比较模块的第二输入端，所述升压芯片的反馈端通过第一电阻连接第一二极管的负极、反馈比较模块的第一输入端和电流采样单元的输入端，升压芯片的反馈端还通过第二电阻接地；升压芯片的使能端连接反馈比较模块的输出端，升压芯片的接地端接地；
所述第二电容的一端连接电池组，第二电容的另一端接地；第三电容的一端连接升压芯片的输入端，第三电容的另一端接地；
所述第二二极管的正极连接电池组，第二二极管负极连接反馈比较模块的第一输入端，该第二二极管负极还通过电流采样单元连接负载和反馈比较模块的第二输入端；
所述第一电容的一端、第四电容的一端均连接第一二极管的负极、反馈比较模块的第一输入端和电流采样单元的输入端，第一电容的另一端、第四电容的另一端均接地。
所述的移动电池盒中，所述电流采样单元包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端连接第一二极管的负极、第二二极管的负极和反馈比较模块的第一输入端，第三电阻R3的另一端连接负载和反馈比较模块的第二输入端。
所述的移动电池盒中，第三电阻R3的阻值为300mΩ。
所述的移动电池盒中，所述升压芯片采用型号为GS3663的升压芯片。
所述的移动电池盒中，所述反馈比较模块包括比较器、第三二极管、第四电阻和第五电阻；所述比较器的正输入端通过第四电阻连接第三二极管的负极，第三二极管的正极连接第一二极管的负极、第二二极管的负极和电流采样单元的输入端，所述比较器的负输入端通过第五电阻连接电流采样单元的输出端和负载，比较器的输出端连接升压芯片的使能端。
所述的移动电池盒中，所述反馈比较模块还包括第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述第六电阻的一端连接升压芯片的使能端，第六电阻的另一端通过第七电阻连接12V直流电压，还通过第八电阻接地。
所述的移动电池盒中，电池组包括八个电池，其中的四个电池串联后与另外四个串联的电池并联。
相较于现有技术，本实用新型提供的一种移动电池盒，包括电池组、升压模块和反馈比较模块，通过反馈比较模块判断负载的电流的大小，来判断负载处于待机状态还是正常工作状态，当负载处于正常状态工作时，通过升压模块将电池组的电压升高至负载工作所需电压给负载供电；当负载处于待机状态时，通过反馈比较模块控制升压模块停止升压工作，从而降低负载的待机功耗，做到更好的节能控制。
附图说明
图1为本实用新型移动电池盒较佳实施例的结构框图。
图2为本实用新型移动电池盒较佳实施例的电路图。
具体实施方式
本实用新型提供一种移动电池盒，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供的移动电池盒，用于给负载41（如电视机）供电，请参阅图1，其包括电池组11、升压模块21和反馈比较模块31。所述升压模块21连接电池组11、反馈比较模块31和负载41，用于将电池组11的电压升高至负载41工作所需电压。以电视机为例，该升压模块21主要使电池在满压以及欠压的时候都能稳定的输出电视机要求的20V电压，降低电池放电过程中，由于电压降低对系统稳定性造成的影响。
所述反馈比较模块31连接负载41和升压模块21，用于检测负载41的工作模式，相应控制升压模块21的工作状态。具体主要用于判断负载41的电流大小，来判断负载41是处于待机状态还是正常工作状态，在负载41处于正常工作状态时控制升压模块21工作，将电池组11电压升高至负载41工作所需的电压，在负载41处于待机状态时控制升压模块21停止升压工作。
本实用新型提供的移动电池盒通过反馈比较模块31判断负载41的电流的大小，来判断负载41处于待机状态还是正常工作状态，当负载41处于正常工作状态时，通过升压模块21将电池组11的电压升高至负载41工作所需电压给负载41供电；当负载41处于待机状态时，通过反馈比较模块31控制升压模块21停止升压工作，从而降低负载41的待机功耗，从而满足国家规定的待机功耗要求。
请继续参阅图1，本实用新型提供的移动电池盒还包括充电管理模块51，所述充电管理模块51连接电池组11，在电池组11电量过低时用于给电池组11充电，在电池组11充满电时停止充电工作。本实施例中，所述充电管理模块51使用常用的带有均衡电路的串联充电方式，此处不作详述。
请参阅图2，其为本实用新型移动电池盒较佳实施例的电路图。如图2所示，所述电池组11包括八个电池，其中的四个电池串联后与另外四个串联的电池并联。同样以电视机为例，本实施例采用四串两并的方式，４个电池串联的电压为12V，可以在没有升压的情况下确保电视主板的正常运行。需要说明的是，电池组内的电池连接方式可以根据电压和电流需要灵活确定。
所述升压模块21包括升压芯片U1、电流采样单元201、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、电感L1、第一二极管D1和第二二极管D2。
所述升压芯片U1的输入（VIN）端连接电池组11，所述升压芯片U1的开关（SW）端通过所述电感L1连接电池组11，升压芯片U1的SW端还连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接反馈比较模块31的第一输入端1，第一二极管D1的负极还通过电流采样单元201连接负载41和反馈比较模块31的第二输入端2，所述升压芯片U1的反馈（FB）端通过第一电阻R1连接第一二极管D1的负极、反馈比较模块31的第一输入端1和电流采样单元201的输入端，升压芯片U1的FB端还通过第二电阻R2接地；升压芯片U1的使能（EN）端连接反馈比较模块31的输出端，升压芯片U1的接地（GND）端接地。
所述第二电容C2的一端连接电池组11，第二电容C2的另一端接地；第三电容C3的一端连接升压芯片U1的VIN端，第三电容C3的另一端接地。所述第一电容C1的一端、第四电容C4的一端均连接第一二极管D1的负极、反馈比较模块31的第一输入端1和电流采样单元201的输入端，第一电容C1的另一端、第四电容C4的另一端均接地。
所述第二二极管D2的正极连接电池组11，第二二极管D2负极连接反馈比较模块31的第一输入端1，第二二极管D2还通过电流采样单元201连接负载41和反馈比较模块31的第二输入端2。所述第二二极管D2为负载41提供另一条供电通路，当升压芯片U1处于关闭状态时，由第二二极管D2将电池组11的电压和电流输出给负载41和反馈比较模块31。
其中，所述升压芯片U1采用GS系列的升压芯片U1，其型号为GS3663，该芯片的输出电流可达3A，请参阅GS3663的芯片资料，其输出电压为：Vout=1.25V*（1+R1/R2）。升压芯片U1的使能开关由EN端控制，高电平时升压电路被使能，低电平时关断。由于第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1和电感L1为GS3663芯片的外围电路中的电子元件，其工作原理请参阅GS3663的芯片资料，此处不作详述。
所述电流采样单元201包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端（即电流采样单元201的输入端）连接第一二极管D1的负极、第二二极管D2的负极和反馈比较模块31的第一输入端1，第三电阻R3的另一端（即电流采样单元201的输出端）连接负载41和反馈比较模块31的第二输入端2。其中，第三电阻R3的阻值为300mΩ，用于检测电流大小，给反馈比较模块31提供比较电压。
请继续参阅图2，所述反馈比较模块31包括比较器U2、第三二极管D3、第四电阻R4和第五电阻R5。所述比较器U2的正输入端通过第四电阻R4连接第三二极管D3的负极，第三二极管D3的正极（即反馈比较模块31的第一输入端1）连接第一二极管D1的负极、第二二极管D2的负极和电流采样单元201的输入端。所述比较器U2的负输入端通过第五电阻R5连接电流采样单元201的输出端和负载41，比较器U2的输出端连接升压芯片U1的EN端。其中，第三二极管D3轻载时压降约为0.1V。所述比较器的型号为LM339，第四电阻R4和第五电阻R5的阻值相等，第一电阻R1的阻值可以为15KΩ，第二电阻的阻值可以为1KΩ。
同样以电视机为应用实施例，比较器U2正输入端的电压由第一二极管D1或者第二二极管D2提供（即由图2中的Vout提供输出电压），经过第三二极管D3降压0.1V（该第三二极管轻载时压降约为0.1V），当电视机电流超过0.33A时（12V输出约4W），由于第三电阻R3的压降大于0.1V，比较器U2正输入端的电压高于负输入端的电压，比较器U2输出高电平，升压模块21开启给电视机提供稳定的20V输出。当电视处于待机状态时，整机功耗不足0.5W，待机电流也就低于40mA，此时第三电阻R3上的压降约0.012V，而经过第三二极管D3降压0.1V，所以比较器U2的正输入端电压低于负输入端电压，比较器U2输出低电平，使升压芯片U1处于关闭状态，负载41由电池组11直接通过第二二极管D2供电，关闭升压芯片U1可以降低整体功耗。
本实用新型实施例中，所述反馈比较模块31还包括第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8。所述第六电阻R6的一端连接升压芯片U1的EN端，第六电阻R6的另一端通过第七电阻R7连接12V直流电压，第六电阻R6的另一端还通过第八电阻R8接地。其中，所述第七电阻R7、第八电阻R8为分压电阻，所第六电阻R6为上拉电阻，用于给升压芯片U1提供上电初始状态，给升压芯片U1的EN端提供上拉。
以下结合图2，以负载为电视机为应用实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明：
电池组11采用四串两并的方式提供12V电压，由第三电阻R3检测电视机电流的大小，为比较器U2提供比较电压。当电视机电流超过0.33A时，由于第三电阻的压降大于0.1V，比较器U2正输入端的电压高于负输入端的电压，比较器U2输出高电平使升压芯片U1使能，此时升压芯片U1开始工作，给电视机提供稳定的20V输出，电视机处于正常工作状态。当电视机处于待机状态时，第三电阻R3检测的电流低于40mA，此时第三电阻R3上的压降约0.012V，而经过第三二极管D3降压0.1V，所以比较器U2的正输入端电压低于负输入端电压，比较器U2输出低电平，使升压芯片U1处于关闭状态，电池组11直接通过第二二极管D2给电视机供电，升压芯片关闭后降低整体功耗。
综上所述，本实用新型提供的一种移动电池盒，通过反馈比较模块31判断负载41的电流的大小，来判断负载41是处于待机状态还是正常工作状态，当负载41处于正常状态工作时，通过升压模块21将电池组11的电压升高至负载41工作所需电压给负载41供电；当负载41处于待机状态时，通过反馈比较模块31控制升压模块21停止升压工作，从而降低负载41的待机功耗，做到更好的节能控制。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种移动电池盒，用于给负载供电，其包括电池组，其特征在于，还包括：
用于将电池组的电压升高至负载工作所需电压的升压模块；
用于检测负载的工作模式，相应控制升压模块的工作状态的反馈比较模块；
所述升压模块连接电池组、反馈比较模块和负载，所述反馈比较模块连接负载。
2.根据权利要求1所述的移动电池盒，其特征在于，还包括用于给电池组充电的充电管理模块，所述充电管理模块连接电池组。
3.根据权利要求1所述的移动电池盒，其特征在于，所述升压模块包括升压芯片、电流采样单元、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、电感、第一二极管和第二二极管；
所述升压芯片的输入端连接电池组，所述升压芯片的开关端通过所述电感连接电池组，升压芯片的开关端还连接第一二极管的正极，第一二极管的负极连接反馈比较模块的第一输入端，所述第一二极管还通过电流采样单元连接负载和反馈比较模块的第二输入端，所述升压芯片的反馈端通过第一电阻连接第一二极管的负极、反馈比较模块的第一输入端和电流采样单元的输入端，升压芯片的反馈端还通过第二电阻接地；升压芯片的使能端连接反馈比较模块的输出端，升压芯片的接地端接地；
所述第二电容的一端连接电池组，第二电容的另一端接地；第三电容的一端连接升压芯片的输入端，第三电容的另一端接地；
所述第二二极管的正极连接电池组，第二二极管负极连接反馈比较模块的第一输入端，该第二二极管负极还通过电流采样单元连接负载和反馈比较模块的第二输入端；
所述第一电容的一端、第四电容的一端均连接第一二极管的负极、反馈比较模块的第一输入端和电流采样单元的输入端，第一电容的另一端、第四电容的另一端均接地。
4.根据权利要求3所述的移动电池盒，其特征在于，所述电流采样单元包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端连接第一二极管的负极、第二二极管的负极和反馈比较模块的第一输入端，第三电阻R3的另一端连接负载和反馈比较模块的第二输入端。
5.根据权利要求4所述的移动电池盒，其特征在于，第三电阻R3的阻值为300mΩ。
6.根据权利要求3所述的移动电池盒，其特征在于，所述升压芯片采用型号为GS3663的升压芯片。
7.根据权利要求3所述的移动电池盒，其特征在于，所述反馈比较模块包括比较器、第三二极管、第四电阻和第五电阻；所述比较器的正输入端通过第四电阻连接第三二极管的负极，第三二极管的正极连接第一二极管的负极、第二二极管的负极和电流采样单元的输入端，所述比较器的负输入端通过第五电阻连接电流采样单元的输出端和负载，比较器的输出端连接升压芯片的使能端。
8.根据权利要求7所述的移动电池盒，其特征在于，所述反馈比较模块还包括第六电阻、第七电阻和第八电阻，所述第六电阻的一端连接升压芯片的使能端，第六电阻的另一端通过第七电阻连接12V直流电压，还通过第八电阻接地。
9.根据权利要求1所述的移动电池盒，其特征在于，电池组包括八个电池，其中的四个电池串联后与另外四个串联的电池并联。
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